بدنه کوادروتور {جلسه سوم}

برای داشتن یک بدنه محكم و سبك و داراي تعادل پارامترهاي زيادي را بايد در نظر گرفت. بدنه کوادروتور را میتوانید از هزچیزی که توانایی تحمل تراست ناشی از چرخش ملخ ها رو داشته باشه بسازید. براى دسترسى به جلسه قبل مى توانيد از لينك زير استفاده نمائيد:

• انواع مدل هاى كوادكوپتر {جلسه دوم}

کاربران محترم، خواندن جلسه بدنه کوادروتور بدون انجام تمرینات آن و گام به گام پیش رفتن با درس كافى نمى باشد. لطفا تمرين هاى آخر جلسه به همراه لينك هاى ارسال شده را به دقت مطالعه كنيد تا به درك كامل و عميقى از مطالبى كه در ادامه مى آيد برسيد.

در ساخت بدنه کوادروتور دو پارامتر مهم نقش اساسي دارند:

1. سبك
2. محكم

اين دو پارامتر را بايد به صورت كاملا بهينه انتخاب كرد. معمولا اين دو پارامتر در تضاد با هم هستند به همين دليل است كه بايد همه جوانب را در نظر بگيريم به عنوان مثال فولاد يك ماده بسيار محكم مي باشد ولي سنگين است و در برابر آن چوب بالسا بسيار سبك است ولي استحكام آن كمتر است.

نكته ديگري كه در طراحي يك فريم بايد در نظر گرفته شود اين است كه بعد از يك كرش و سقوط پرنده بدنه و متريال مورد نظر به آساني قابل اصلاح باشد. همچنين پارامترهاي ديگري همانند ماشين كاري و توليد آسان و هزينه هر كدام نيز در نظر گرفته مي شود. در اين جلسه ما بر روي متريال هاي مختلف كه در كاربرد بيشتري در پرنده ها دارد بحث مي كنيم. در ابتدا پارامترهاي مربوط به اين مواد را ببينيد. اين پارامترها بسته به شرايط توليد و نوع آلياژ ممكن است متفاوت باشند و اين اعداد تقريبي مي باشد.

همانگونه كه در جدول بالا مشاهده مي كنيد كمترين چگالي مربوط به چوب بالسا می باشد بنابراين در بين متريال های موجود چوب بالسا از نظر چگالی بهترين نمره را كسب می كند ولی با توجه به اينكه استحكام نيز پارامتر مهم ديگر است و طرف ديگر قضيه می باشد بايد آيتم استحكام نيز بررسی شود كه در بين متريال های موجود با توجه به چگالی فيبركربن بالاترين نمره را به خود اختصاص مي دهد. يعنی اينكه اگر قرار بر اين باشد كه يك برنده در بين متريال های موجود تعيين كنيم فيبركربن رتبه اول را بدست می آورد.

در شكل بالا بازوهای قرمز و سفید رنگ از جنس پلاستیک ABS است كه مخفف Acrylnitrile-Butadiene-Styrene مي باشد.  اين ماده در مقاومت ضربه ای و دمای كاری پايين تری در مقايسه با پلی كربنات دارد. دقت کنید كه ناحيه وسطی بدنه که مشکی رنگه از جنس فيبركربن است. پلاستيك ديگری كه می توان استفاده كرد PolyCarbonate يا PC مي باشد كه بيشتر در مدل های هواپيما به كار مي رود. اين ماده در صورتی كه با فايبرگلس تقويت شود دارای استحكام و وزن مناسبی است و همچنين هزينه پايينی نيز دارد.

عکسی كه در بالا مشاهده می كنيد داراي دو بازوی قرمز رنگ و دوبازوی سفيد رنگ است که نشاندهنده جلو وعقب ربات ماست. استفاده از رنگ بدنه و يا LED روی بدنه(مخصوصا جهت پرواز در شب) برای تشخيص جلوی پرنده ضروری است.

فیبر کربن دارای هر دو ويژگي سبكی و محكمی است. این ویژگی باعث شده تا استفاده از فیبر کربن بسیار رایج شود. همانطور كه در جدول اول صفحه مشاهده كرديد چگالی اين ماده شايد كمترين نباشد ولی با توجه به اينكه با اين چگالی متوسط استحكام بالايی دارد جايگاه ويژه ای را به خود اختصاص می دهد. عيب فيبركربن اين است كه قيمت بالايی دارد.

آلومينيوم از جنس های محبوب برای ساخت كوادروتور است كه در عين سبك بودن دارای استحكام مناسبی نسبت به وزن خود است. قيمت آن هم ارزان مي باشد. آلومينيوم را در بازار به دو شكل ورقه ای و قوطی شكل(نبشی) پيدا می كنيد. البته دقت كنيد كه ضخامت اين ورقه ها برای ما بسيار مهم هستند و از هر ضخامتی نمی توان برای ساخت بدنه استفاده كرد. از آنجايی كه ورقه های آلومينيومی در ابعاد بزرگ و دارای ضخامت كم خم می شوند ناچاريم از قوطی شكل استفاده كنيم. قوطی هايی كه دارای ضخامت كم می باشند بسيار مناسب بازوهای ربات می باشند كه براحتی تراست ناشی از موتورهای معمولی را تحمل می كنند. برای اتصال آلومينيوم مي توانيد از پيچ و پرچ استفاده كنيد.

استفاده از پرچ نسبت به پيچ باعث سبك تر شدن می شود. يكی از معروف ترين فريم هايی كه از جنس آلومينيوم هست و در فروشگاهها موجوده را در شكل بالا مشاهده می كنيد. هسته مركزی بدنه بالا به همراه محل نصب موتورها از جنس فايبرگلس می باشد. نكته خوبی كه در طراحی اين بدنه صورت گرفته اين است كه از اسپيسرهای پلاستيكی برای اتصال استفاده شده است.

از ديگر جنس هاي سبكي كه در كوادكوپتر استفاده مي شود فوم مي باشد. اصطلاح فوم يك اصطلاح كلي است و چيزي كه در اصل در كوادكوپتر و بقيه پرنده ها كاربرد دارد EPP است كه مخفف Expanded PolyPropylene مي باشد. از اين ماده مي توانيم در كواكوپترها به عنوان يك حفاظ مناسب استفاده كنيم. اين ماده با كيفيت هاي متفاوتي ارايه مي شود كه تراكم هاي متفاوتي دارند و بسته به نيازتان مي توانيد آن را انتخاب كنيد. همانطور كه در جدول بالا مشاهده نموديد EPP1.3 داراي چگالي 20.8 مي باشد و EPP1.9 داراي چگالي 30.4 مي باشد كه نسبت به بقيه مواد بسيار سبك تر است.

چوب بالسا

در بين مواد بالا چوب بالسا بعد از فوم داراي كمترين چگالي است و با توجه به اينكه استحكام آن بسيار بيشتر از فوم مي باشد قطعا جايگاه بالاتري دارد. چوب بالسا گزینه مناسبی جهت ساخت بدنه است ولی نیازمند مهارت خاصی است تا به بهترین شکل از آن استفاده شود. از چوب بالسا در ساخت كوادروتور به ندرت و خيلي كم استفاده مي شود و معمولا در ساخت هواپیمای مدل كاربرد دارد.

راز سبکی چوب بالسا را فقط میتوان با میکروسکوپ مشاهده نمود. سلولهای چوب بسیار بزرگ بوده و دارای دیواره نازکی هستند و در نتیجه نسبت بخشهای جامد به بخشهای خالی چوب، حداقل ممکن است. اکثر چوبها دارای ماده پلاستیک مانندی بنام Lignin هستند که سلولها را بهم متصل نگه داشته است. در بالسا این ماده بسیار کم و در حداقل است.

پلکسي

پلکسی ها از ديگر جنس های رايج بازار هستن ولي هنگامی كه مي خواهيم پلكسی را استفاده كنيم در صورتی كه دارای ضخامت كافی نباشند به راحتی خم می شوند و اضافه نمودن ضخامت بيش از حد هم باعث افزايش وزن می شود كه اصلا مناسب نيست و بدين خاطر است كه پلكسی را فقط برای اتصالات بدنه استفاده می كنند مثلا براي پايه های موتور می توانيد از آن استفاده كنيد . به شکل زیر دقت کنید.

پلكسی ها هنگامی كه در معرض نيروی زيادی قرار بگيرند شكسته می شوند ولی آلومينيوم هنگامي كه بار زيادی به آن وارد شود خم مي شود و علت آن هم اين است كه آلومينيوم يك ماده كشسان است و آستانه شكست بالاتری نسبت به پلكسی يا فيبر كربن دارد. يكی ديگر از مزيت های پلكسی اين است كه با استفاده از برش ليزر به هر شكلی در می آيند.

یه ایده مناسب برای پایه کوادکوپتر و حفاظ های اطراف آن استفاده از گیره لباس است که براحتی به هر شکلی در می آید و می توانید از آن بهره ببرید.

شکل زیر نحوه استفاده از آن را نشان می دهد.

نکته: معمولا در هنگام راه اندازی کوادروتور اطراف بدنه و فلایت کنترل با سیم های متصل به آنها شلوغ می شود که برای جلوگیری از اینکار و مرتب کردن سیم ها جهت برخورد نکردن به ملخ ها و… می توان از دو روش استفاده کرد:

• استفاده از چسب و به هم چسباندن سیم ها
• استفاده از نوار فرم سیم

در شکل زیر ما نحوه چینش سیم ها با نوار فرم سیم را نشان داده ایم.حتما سیم های اطراف بدنه را به دو روشی که گفته شد مرتب کنید. زيرا ممكنه اين بي نظمي سيم ها كار دستتون بده. حالا يا با توليد نويز و يا با برخورد ملخ ها به آنها.

جلسه بدنه کوادروتور هم به پایان رسید. برای اطلاع از جلساتی که در آینده بر روی سایت قرار داده می شود و همچنین مطالبی که در کانال ما منتشر می شود می توانید ما را در محیط های مجازی دنبال کنید: